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四川盆地非常规气藏地质-工程一体化压裂实践与认识

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石油与天然气地质 2022年第5期43卷 1221-1237页

作者：王光付李凤霞王海波李军张宏周彤商晓飞潘林华沈云琦中国石化石油勘探开发研究院北京102206 页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京102206 中国石化页岩油气勘探开发重点实验室北京102206

地质-工程一体化理念和做法已广泛应用于非常规油气藏勘探开发,贯穿井位地质设计、钻井、完井、压裂投产全过程,但不同阶段和不同地质条件下侧重点有所差异。在涪陵页岩气田开发成功引进并完善了北美非常规地质-工程一体化压裂技术,但... 详细信息

地质-工程一体化理念和做法已广泛应用于非常规油气藏勘探开发,贯穿井位地质设计、钻井、完井、压裂投产全过程,但不同阶段和不同地质条件下侧重点有所差异。在涪陵页岩气田开发成功引进并完善了北美非常规地质-工程一体化压裂技术,但这一技术在新区探井压裂中的推广存在局限性。由于四川盆地沉积和构造类型具多样性和复杂性,盆地内非常规气探井的压裂测试无法获得工业气流现象突出,相邻或同一区块探井或评价井压裂产量差异大,主要原因是甜点的裂缝和地应力等地质-工程关键参数三维定量表征及建模精度不够,针对性的分段分簇、压裂优化设计及布缝控缝定量模拟技术手段欠缺。系统总结了地质-工程一体化团队在四川盆地复杂致密气和页岩气探井及评价井压裂方面的实践经验,通过开展地质、测井、地震、工程等多专业联合研究,定量表征非常规储层空间展布、物性、含气性、岩石力学及矿物含量、地层压力、应力场、天然裂缝等关键参数,建立了区域气藏三维地质-工程模型,利用模型进行压裂裂缝空间扩展模拟,优化射孔、暂堵、压裂液、支撑剂、排量等工艺参数,及时跟踪分析和调整必要的现场施工参数,从而增加有效改造体积、提高单井产能,探索并形成了地质-工程一体化压裂技术体系及方法流程,在普光千佛崖组致密气和林滩场页岩气等探区应用效果显著,为类似油气藏地质-工程一体化勘探与开发提供借鉴。

关键词：三维地质工程模型压裂优化天然裂缝地质-工程一体化致密气页岩气四川盆地

四川盆地涪陵地区龙马溪组含气页岩段上部气层平面非均质性特征及其发育主控因素

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地球科学 2023年第7期48卷 2750-2763页

作者：包汉勇孟志勇李凯常振郁飞易雨昊赵天逸页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京100089 中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院湖北武汉430223 中国石化页岩油气勘探开发重点实验室北京100089

涪陵地区五峰组‒龙马溪组底部发育一套富有机质页岩,依据页岩品质、含气性将该套页岩储层纵向上细分为9个小层,并明确下部①~⑤小层优质含气页岩段为主力开发层系.2017年,焦石坝区块针对龙马溪组一段上部中低品位页岩气层(⑥~⑨小层)启... 详细信息

涪陵地区五峰组‒龙马溪组底部发育一套富有机质页岩,依据页岩品质、含气性将该套页岩储层纵向上细分为9个小层,并明确下部①~⑤小层优质含气页岩段为主力开发层系.2017年,焦石坝区块针对龙马溪组一段上部中低品位页岩气层(⑥~⑨小层)启动了分层开发调整工作并取得了较好成效,但是上部气层页岩品质及厚度在平面上具备较强的非均质性,影响了分层开发调整工作的正常推进.通过对海底古地貌、水动力条件等开展系统研究,明确了上部气层的平面非均质性特征及其发育主控因素.上部气层自涪陵地区南部和北部向中部梓里场‒白涛地区由混合页岩相(粘土和陆源石英二元混合)转变为长英质页岩相(岩矿以陆源长英质为主)和粘土页岩相,页岩品质略有变差,中部梓里场‒白涛地区的北缘和南缘⑦小层出现明显减薄,普遍缺失上半段;同时在部分井区缺失⑦~⑨小层,缺失区呈现北东向条带状展布.构造火山活动、海平面升降、海底古地貌、陆源供给及底流沉积作用共同控制了上部气层的平面非均质性展布特征.

关键词：五峰组‒龙马溪组上部气层页岩气储层非均质性主控因素底流作用海底古地貌涪陵四川盆地.

中上扬子地区寒武系页岩气富集条件及有利区优选

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中南大学学报（自然科学版） 2022年第9期53卷 3694-3707页

作者：刘忠宝王鹏威聂海宽李鹏李倩文页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京100083 中国石化石油勘探开发研究院北京100083

为查明寒武系海相页岩气富集机理及有利勘探区带,通过页岩沉积、烃源、储集特征及典型页岩气井综合解剖与对比,明确寒武系页岩气发育的地质条件及富集主控因素,评价优选出了页岩气有利勘探区带。研究结果表明:寒武系页岩整体具有厚度大... 详细信息

为查明寒武系海相页岩气富集机理及有利勘探区带,通过页岩沉积、烃源、储集特征及典型页岩气井综合解剖与对比,明确寒武系页岩气发育的地质条件及富集主控因素,评价优选出了页岩气有利勘探区带。研究结果表明:寒武系页岩整体具有厚度大、有机质丰度高、热演化程度高、保存条件差及含气性差的地质特点,页岩气富集受沉积相带、储集性能及保存条件3个因素控制,表现为深水陆棚相优质页岩的发育是页岩气“成烃”的物质基础,页岩储集性能好是页岩气“聚集成藏”的关键因素,良好的保存条件是决定页岩气“富集程度”的关键保障;采用单因素分析—多因素叠合评价的方法,在建造条件方面以深水陆棚相带及其控制下的优质页岩厚度为核心参数,在改造条件方面强调构造上“动中找静”、热演化程度“高中找低”、埋藏深度适中的评价原则,提出川西南井研—犍为—威远—资阳、川北南江及中扬子宜昌地区为页岩气勘探最有利地区,长宁—资阳—南江一线的深层地区、隶属于湘、鄂、黔等省份的志留系、奥陶系开孔的向斜区是值得关注的潜在领域。

关键词：页岩气有机质孔筇竹寺组牛蹄塘组富集主控因素中上扬子地区

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页岩气非均匀压裂水平井非稳态产能评价方法

断块油气田 2021年第4期28卷 519-524页

作者：胡小虎页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京100083 中国石化页岩油气勘探开发重点实验室北京100083

微地震监测和产气剖面测试显示页岩气压裂水平井裂缝特征复杂和产气贡献不均衡。现有页岩气压裂水平井产能评价方法以均匀裂缝为主,无法考虑非均匀裂缝对产能的影响。文中考虑吸附气解吸、扩散、渗透率应力敏感等影响,在双重介质页岩气... 详细信息

微地震监测和产气剖面测试显示页岩气压裂水平井裂缝特征复杂和产气贡献不均衡。现有页岩气压裂水平井产能评价方法以均匀裂缝为主,无法考虑非均匀裂缝对产能的影响。文中考虑吸附气解吸、扩散、渗透率应力敏感等影响,在双重介质页岩气藏综合渗流微分方程的基础上,运用源函数势叠加方法建立并求解了非均匀压裂水平井非稳态产能评价模型,定量评价了页岩气藏特殊机理对涪陵页岩气井产能的影响;建立了变产变压生产方式下非均匀产气剖面预测方法,分析了产气剖面变化特征,并建立了非均匀裂缝参数解释流程。基于产气剖面和压力史拟合解释了焦页A-1井非均匀裂缝参数,两者拟合符合率均大于90%,说明文中建立的非均匀压裂水平井产能评价方法准确可靠。

关键词：页岩气非均匀压裂水平井有限导流产能预测产气剖面

高成熟陆相页岩油气源——储特征及富集层段评价方法——以川东复兴地区侏罗系东岳庙段为例

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天然气工业 2022年第10期42卷 11-24页

作者：刘忠宝胡宗全刘光祥李鹏李雄刘晧天周林王鹏威路菁页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室中国石化石油勘探开发研究院中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院

评价优选陆相页岩油气富集有利层段、确定水平井最佳穿行靶窗是制约陆相页岩油气勘探开发的瓶颈。为此,以四川盆地东部复兴地区侏罗系自流井组东岳庙段页岩为研究对象,在岩心观察描述的基础上,采用岩石薄片、有机岩石学、干酪根碳同位... 详细信息

评价优选陆相页岩油气富集有利层段、确定水平井最佳穿行靶窗是制约陆相页岩油气勘探开发的瓶颈。为此,以四川盆地东部复兴地区侏罗系自流井组东岳庙段页岩为研究对象,在岩心观察描述的基础上,采用岩石薄片、有机岩石学、干酪根碳同位素、氩离子抛光—扫描电镜及孔隙度测试等多种实验方法,以小层为单元开展了岩相、烃源及储集特征精细表征,探索性建立了陆相页岩油气有利层段评价方法。研究结果表明:(1)东岳庙段富有机质页岩主要发育在东一亚段,页岩黏土矿物含量高,富含毫米级—厘米级介壳纹层及薄层,以中碳—高碳黏土质页岩、中碳介壳纹层状黏土质页岩为主;(2)东一亚段页岩有机质类型纵向上发生了4次频繁变化,自下而上依次为腐殖型—偏腐殖混合型—偏腐泥混合型—偏腐殖混合型,不同层段生烃能力存在差异;(3)东一亚段上部第3小层、第4小层固体沥青较发育,有机质类型好,生烃能力强,有机质孔较发育,页岩油气有效储集能力好;(4)以总有机碳含量与孔隙度分析为基础,将有机岩石学与氩离子抛光—扫描电镜相结合,基于纵向微观源(有机显微组分)—储(有机质孔)匹配关系定性评价有利层段,结合有机质类型提出原始氢指数比评价参数,建立陆相页岩源—储耦合系数计算公式及评价标准,可实现陆相页岩油气有利层段定量评价。结论认为,建立的陆相页岩油气富集层段定性—定量评价方法,可满足陆相页岩油气钻井过程中水平井穿行层段优选的生产需求。

关键词：陆相页岩下侏罗统自流井组东岳庙段有机显微组分页岩储层有机质孔源—储匹配关系评价方法

考虑拟时间的页岩气压裂水平井生产数据分析方法

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油气井测试 2021年第1期30卷 66-72页

作者：胡小虎王妍妍刘华王卫红页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京100083 中国石化页岩油气勘探开发重点实验室北京100083

由于没有相关计算模型,页岩气压裂水平井通过生产数据分析解释压裂改造参数时,没有考虑页岩气藏存在的吸附气解吸及地层压力变化的影响。根据页岩气藏物质平衡方程,推导出考虑吸附气解吸的页岩气藏物质平衡拟时间计算模型,改进了变产变... 详细信息

由于没有相关计算模型,页岩气压裂水平井通过生产数据分析解释压裂改造参数时,没有考虑页岩气藏存在的吸附气解吸及地层压力变化的影响。根据页岩气藏物质平衡方程,推导出考虑吸附气解吸的页岩气藏物质平衡拟时间计算模型,改进了变产变压生产数据特征分析方法流程通过Blasingame图版拟合诊断边界流动阶段、评价动态总储量;通过规整化拟压力(RNP)与物质平衡拟时间平方根图版拟合线性流段斜率,识别线性流结束时间,解释地质、压裂参数。研究表明,不使用拟时间时,RNP与物质平衡时间平方根图的线性流拐点不是真实的线性流结束时间,解释的渗透率偏低、裂缝半长偏高。四川盆地某页岩气井动态参数解释结果证明,本方法能综合考虑吸附气解吸、地层压力变化对RNP曲线物质平衡拟时间的影响,提高了线性流结束时间诊断精度和参数解释结果的准确性。

关键词：页岩气压裂水平井吸附解吸物质平衡拟时间生产数据分析线性流

中国陆相页岩油储层水平渗透率与垂直渗透率特征——以渤海湾盆地济阳坳陷和江汉盆地潜江凹陷为例

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石油与天然气地质 2022年第2期43卷 378-389页

作者：沈云琦金之钧苏建政李志明牛骏中国石化石油勘探开发研究院北京100083 中国国家能源页岩油研发中心北京100083 中国页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京100083

目前,页岩油在北美地区已经实现了商业开发,中国页岩油的勘探开发也有了重大突破。在生产实践中发现水平纹层/层理发育层段产量高于其他层段,推测水平渗透率大于垂直渗透率。针对中国陆相典型页岩油储层渗透率,应用压力脉冲衰减法,对水... 详细信息

目前,页岩油在北美地区已经实现了商业开发,中国页岩油的勘探开发也有了重大突破。在生产实践中发现水平纹层/层理发育层段产量高于其他层段,推测水平渗透率大于垂直渗透率。针对中国陆相典型页岩油储层渗透率,应用压力脉冲衰减法,对水平渗透率与垂直渗透的变化规律进行定量研究,结果表明:①常压条件下,当层理缝发育时,水平渗透率高于垂直渗透率可达5个数量级;当层理缝不发育时,水平渗透率比垂直渗透率高20~50倍左右;当储层发育切穿层理的构造微裂缝时,水平渗透率与垂直渗透率相差倍数小于1;②围压条件下,与海相页岩油储层相比,陆相页岩油储层的水平渗透率和垂直渗透率变化更为复杂,其中水平渗透率对围压的敏感性更明显;③就水平渗透率与垂直渗透率之比而言,纹层状灰质页岩/纹层状砂质页岩、层状页岩和块状页岩的变化范围分别为1.5~90.0,1.4~46.0和1.3~40.0;④潜江凹陷页岩油储层孔喉半径小,矿物组分复杂,发育硬石膏等特殊矿物,阻塞孔隙,使得江汉油田潜江凹陷页岩油储层渗透率比胜利油田济阳坳陷页岩油储层渗透率低10~100倍。

关键词：水平渗透率垂直渗透率渗透率各向异性陆相页岩油潜江凹陷济阳坳陷渤海湾盆地汉江盆地

四川盆地复兴地区凉高山组陆相页岩有机质孔隙发育特征及主控因素

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石油实验地质 2024年第3期46卷 499-509页

作者：王鹏威申宝剑刘忠宝李敏李倩文戎佳王倩茹页岩油气富集机理与有效开发全国重点实验室北京102206 中国石化页岩油气勘探开发重点实验室北京102206 中国石化石油勘探开发研究院北京102206

四川盆地复兴地区侏罗系凉高山组发育一套典型的中高成熟度陆相页岩凝析油藏。针对处于凝析油阶段的页岩储层中有机孔发育特征及发育规律的研究比较薄弱,采用全岩光片有机显微组分鉴定、氩离子抛光—扫描电镜观察和能谱测量等实验方法,... 详细信息

四川盆地复兴地区侏罗系凉高山组发育一套典型的中高成熟度陆相页岩凝析油藏。针对处于凝析油阶段的页岩储层中有机孔发育特征及发育规律的研究比较薄弱,采用全岩光片有机显微组分鉴定、氩离子抛光—扫描电镜观察和能谱测量等实验方法,分析了复兴地区凉高山组页岩有机质孔隙发育特征及主控因素。研究结果表明,在高成熟演化阶段(R_(o)=1.30%),凉高山组陆相页岩的原始有机质和固体沥青内部发育有机质孔隙,有机质孔以纳米级孔隙为主,形状不规则,以蜂窝状聚集,局部连通形成微米级孔隙或微裂缝。有机显微组分类型是凉高山组页岩有机质孔发育的基础,相对高的有机质丰度及热演化程度是凉高山组页岩有机质孔隙发育多少的关键因素,无机矿物格架及成岩—生烃演化过程是有机质孔保存的最终保障。

关键词：有机质孔隙主控因素陆相页岩凉高山组中侏罗统复兴地区四川盆地

海相富有机质页岩储层压力预测方法——以涪陵页岩气田上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩为例

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石油与天然气地质 2022年第2期43卷 467-476页

作者：王鹏威陈筱刘忠宝杜伟李东晖金武军王濡岳页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京100083 中国石化页岩油气勘探开发重点实验室北京100083 中国石化石油勘探开发研究院北京100083 中国海洋石油国际有限公司北京100027

页岩储层压力预测是评价页岩储层质量、认识页岩气富集机理、识别页岩含气性及寻找页岩气勘探有利区的基础。高-过成熟的海相富有机质页岩中发育大量纳米级有机质孔隙,且页岩储层普遍存在由生气造成的异常高压。目前页岩储层压力预测多... 详细信息

页岩储层压力预测是评价页岩储层质量、认识页岩气富集机理、识别页岩含气性及寻找页岩气勘探有利区的基础。高-过成熟的海相富有机质页岩中发育大量纳米级有机质孔隙,且页岩储层普遍存在由生气造成的异常高压。目前页岩储层压力预测多建立在无机孔隙发育演化规律基础之上,没有考虑纳米级有机孔隙发育演化,从而导致“压力异常”的假象或者储层压力预测结果不准确。本文提出了一种适用于海相富有机质页岩的储层压力预测方法:假设页岩储层有机孔隙和异常压力共存,计算有机孔隙的声波测井响应,并校正声波测井曲线,建立新的压力预测模型。以涪陵页岩气田五峰组-龙马溪组页岩为例探讨了该方法的可靠性和实用性。结果表明,相校于原始Eaton法,该方法计算结果与实测压力数据吻合程度更高(R2=0.81),预测误差相对较小且符合正态分布。因此该压力预测方法能够有效、可靠地预测研究区海相页岩储层压力。据预测,焦石坝一期产建区地层压力总体具有背斜中间高、周缘低、东南侧局部具有高值的特征,该结果与无阻流量具有良好的相关性,进一步说明该方法的可靠性。该方法对于完善非常规页岩储层压力预测方法、推动超压页岩气勘探具有重要的现实意义。

关键词：有机质孔隙储层压力预测海相页岩五峰组-龙马溪组涪陵页岩气田西川盆地